JP2008525073A - 掃除機の前方移動と後方移動とを識別して検出する方法、及びこのための掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来技術の方法を簡易にすること、又は、従来技術の掃除機を改良すること。
【解決手段】 本発明は、掃除機（１）、特に家庭用掃除機の、電動モータによって駆動されるブラシ（３）を有するアダプタ（２）の前方移動と後方移動とを識別して検出する方法、及び、電動モータで駆動されるブラシを備えた掃除機、特に家庭用掃除機に関する。課題を解決するために、方法に関しては、ブラシ（３）の駆動のために流れるモータ電流（Ｉ_Ｍ）が測定され、前方移動又は後方移動を識別するために参照モータ電流値（Ｉ_Ｒ−Ｍ）と比較され、掃除機に関しては、ブラシ（３）を駆動する電動モータ（７）のモータ電流（Ｉ_Ｍ）を測定する測定装置（１０）が設けられ、測定されたモータ電流値（Ｉ_Ｍ）を参照モータ電流値（Ｉ_Ｒ−Ｍ）と比較するコンパレータ（１３）が設けられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、まず、掃除機、特に家庭用掃除機の、電動モータによって駆動されるブラシを有するアダプタの前方移動と後方移動とを識別して検出する方法に関する。

掃除機、特にこれに接続され電動モータ駆動のブラシを有するアダプタの移動方向を識別して検出し、検出された押出し方向又は引戻し方向に基づいて、掃除機、又はブラシを有するアダプタを制御する手段を得たいという要望がある。これに関連して、掃除機、又は電動モータで駆動されるブラシを有するアダプタに、装置の底側に配置される切換りレバーが設けられる。掃除する床、特にカーペットの床との摩擦を介して、切換りレバーがこれに応じて切り替えられ、その切り替わった状態が、トグルスイッチ又は同様のものによって電気的に検出される。

上記の技術の現状に鑑み、本発明の技術的課題は、上記の種類の方法を簡易にすることとして見出される。

この課題は、まず、そして実質的に請求項１に記載の対象によって解決され、そこでは、ブラシを駆動するために流れるモータ電流が測定され、前方移動又は後方移動を識別するために参照モータ電流と比較されることが企図される。本発明による構成の結果、実質的に簡易にされた上記の種類の方法が提供される。これは、場合によってはノイズに影響され易いその他の部品として実現される、センサ又は同様の部品を必要としない。むしろ、移動を検出するため、いずれにしても、電動モータによって連続的に駆動されるブラシの入力電流が、移動方向検出用に利用される。掃除機又は掃除機に接続されたアダプタのブラシは、通常の態様で、移動方向に直交する方向に伸びる回転軸の周りで駆動される。ブラシの駆動方向は、原則、掃除機の押出し方向において、機械的に取れた埃が、装置の通常の押出し移動に関し後方に配置され減圧された吸込み口の方向に吸い込まれるように選択されている。ここで、装置の前方移動におけるブラシの入力電流が、ブラシの回転移動が装置の移動方向とは逆の、装置の後方移動におけるものよりも小さいという事実が明らかになっている。ここで、回転ブラシは装置の後方移動と係り抵抗として作用し、これが入力電流の上昇として反映される。検出された電流値は、参照モータ電流値と比較される。検出されたモータ電流値が参照モータ電流値より小さいことは、上記の電動モータ駆動のブラシの回転移動における装置の前方移動を意味する。検出されたモータ電流値が参照モータ電流値より大きいことは、後方移動を意味する。また、掃除機、又は掃除機に接続され電動モータ駆動のブラシを有するアダプタの停止状態は、本発明による方法を介して検出可能である。この状態においては、検出されたモータ電流値は、略参照モータ電流値に等しい。

以下、他の請求項の対象は、請求項１の対象との関連で記載されるが、しかしながらまた、その独立形式においても重要である。

さらに、参照モータ電流は、連続測定からのモータ電流の平均値とされる。これに応じて、参照モータ電流値は、ブラシにおける抵抗に入力を消費するカーペット素材等の支配的な条件に調節される。他にまた、参照モータ電流の確定値が記憶されるのでもよい。好ましい改良例においては、検出されたモータ電流が低周波フィルタを用いて平滑化され、低周波フィルタの時定数がアダプタの典型的な前方操作時間及び後方操作時間に対して大きく、例えば１〜５秒、好ましくは約３秒になるように、構成される。さらに好ましくは、モータ電流は、シャント抵抗を利用して検出される。このシャント抵抗で、モータ電流に比例する電圧降下が起こる。

本発明は、さらに、電動モータによって駆動されるブラシを備えた、掃除機、特に家庭用掃除機に関する。

従来技術の掃除機においては、必要に応じて例えばブラシモータ又は送風モータの制御用に、検出された移動方向から解決手段を導くために、掃除機、又は掃除機に接続され電動モータ駆動のブラシを有するアダプタの、前方移動と後方移動とを識別して検出したいという要望がある。これに関連して、例えば装置の底の下側に、走行するカーペットの床を介して調整されある状態から他の状態に変化する切換りレバーが設けられた機械的な解決が知られている。切り替わった状態は、例えばトグルスイッチを介して電気的に検出される。

上記の従来技術に鑑み、本発明の課題は、従来技術の掃除機をさらに改良することにある。

この課題は、まず、そして実質的に請求項５の対象によって解決され、そこでは、ブラシを駆動する電動モータのモータ電流を測定する測定装置が設けられ、測定されたモータ電流値を参照モータ電流値に比較するコンパレータが設けられている。この構成の結果、装置の前方移動と後方移動とを簡易に識別する手段を有する掃除機が提供される。測定装置は、とにかく装置の駆動中に得られるモータ電流を検出し、これを参照モータ電流値と比較する。駆動されるブラシの通常の回転移動の場合、装置の押出し方向において、掃除機又はアダプタの押出し方向に関して検出されたモータ電流は参照モータ電流値よりも少ない、ブラシは抵抗が少なく、むしろこの方向への回転駆動力として作用するからである。これに対して、モータ電流の測定値が参照モータ電流値よりも大きい場合、これから装置の後方移動が結論される。ここにおいて装置の移動方向と逆に回転するブラシは抵抗となり、これが入力電流の上昇に繋がる。さらに、上記で提案した測定装置を介して、アダプタ又は掃除機の停止状態すら検出することができる。そして、これは、測定されたモータ電流値が参照モータ電流値に略等しい場合である。

以下、他の請求項の対象は、請求項５の対象に関して記載されるが、しかしながら、その独立した形式においても重要である。

モータ電流測定装置において、好ましくは、モータ電流に比例する電圧降下が生ずるシャント抵抗が設けられる。参照モータ電流値は、比較値として測定装置内に記憶される。しかしながら、参照モータ電流値の事前設定のために、低周波フィルタを有する平滑化回路が設けられる構成は、好ましい。これに応じて、検出されたモータ電流値に比較される参照モータ電流値は、掃除中の支配的条件、例えばカーペットの材質等に調節される。低周波フィルタの時定数は、掃除機又はアダプタの典型的な前方操作時間及び後方操作時間よりも大きく、例えば、特に１〜５秒、好ましくは３秒に設定される。

以下、本発明は、２つの実施例のみが図示された付随の図面を参照してより明らかにされる。
図１に、アダプタ２が電気的にも流体工学的にも接続される、ハンドル操作の家庭用掃除機型の掃除機１が図示されている。アダプタ２は、回転軸ｘがアダプタ２の前方の端部に平行かつ、アダプタ２の押し出しの方向と一致する通常の操作方向ｒに直交するように向けられた、ローラ状のブラシ３を有する。

ローラ状のブラシ３は、掃除するカーペットの床６の機械的なブラシ掛けのために、アダプタ底部５を越えて突き出す、径方向に伸びたブラシの束４を有する。

ブラシ３は、電動モータで駆動される。これに関連する電動モータ７は、図２及び図３に単に模式的に示されている。駆動力の伝達は、詳細には図示しない駆動ベルト８を介して行われる。

電動モータ７は、駆動ベルト８を介して、回転軸ｘの周りに回転方向ｄに回転駆動する駆動力をブラシ３に伝達し、この回転方向ｄでは、アダプタ２の通常の押出し方向において、操作方向ｒへの推進力が達成される。特に図２から分かるように、ブラシ３の回転方向は、カーペットの床６との摩擦力を介して移動方向成分が操作方向ｒに達成されるように調節されている。図面に関連して、ブラシ３の回転方向は、反時計方向に設定されている。

回転ブラシ３を介してカーペットの床６から取れた埃又はゴミは、通常の態様で、ブラシによって貫通される吸込み口９と詳細に図示しない吸込みホースを通って運ばれる。

図３に図示されているように、後方移動において、アダプタ２又は掃除機１は、回転方向ｄのままでブラシ３が回転しつつ、通常の操作方向と逆の後方操作方向ｒ’に動かされる。ブラシ３は、カーペットの床６と関連して、この後方操作方向ｒ’に抗するように作用し、ブラシ３に上昇した抵抗が生ずる。抵抗の上昇は、対応するモータ電流の上昇へと明確に繋がる。

このモータ電流は、アダプタ２の前方移動と後方移動とを識別するために使用される。このために、例えば図５に図示された第１の実施例に基づくような測定装置が設けられ、この測定装置は、ブラシ３を駆動する電動モータ７のモータ電流を測定し、この検出されたモータ電流値を参照モータ電流値と比較する。

参照モータ電流値Ｉ_Ｒ−Ｍは、連続測定から検出された平均のモータ電流値であり、参照モータ電流値Ｉ_Ｒ−Ｍの事前測定のために、低周波フィルタ１１を有する平滑化回路が設けられる。低周波フィルタ１１の時定数は、アダプタ２の典型的な前方操作時間及び後方操作時間に対して大きく設定され、例えば３秒である。この時間内に、アダプタ２は、原則、少なくとも前方操作方向ｒに１度そして後方操作方向ｒ’に１度動かされる。これで検出された値Ｉ_Ｒ−Ｍは、例えば、ブラシ３の毛の束とカーペットの床６との間に生じ、特にカーペットの素材に応じて変化する摩擦抵抗等の、問題とする対象に正に適合している。

モータ電流の相対値Ｉ_Ｍは、モータ電流に比例する電圧降下が生ずるシャント抵抗１２を用いて測定される。

モータ電流の瞬時値Ｉ_Ｍは、コンパレータ１３を用いて参照モータ電流値Ｉ_Ｒ−Ｍと比較される。瞬時値Ｉ_Ｍが参照モータ電流値Ｉ_Ｒ−Ｍよりも小さい場合は、これからアダプタ２の移動方向が通常の前方ｒであると結論される。これに対して、瞬時値Ｉ_Ｍが参照モータ電流値Ｉ_Ｒ−Ｍよりも大きい場合は、これによってアダプタ２の移動方向が後方ｒ’であると結論される。アダプタ２の停止状態は、モータ電流の瞬時値Ｉ_Ｍが参照モータ電流値Ｉ_Ｒ−Ｍと略一致するため、この測定装置１０を用いて自動的に検出可能である。図６に、他の回路構成が図示されている。ここにおいて、アナログデジタル変換器１５を介して電流信号がデジタル化された後、マイクロプロセッサ１４を介してデジタル信号処理が実行される。

得られた移動方向信号は、掃除機内のブラシモータ７及び送風モータのいずれか１つ以上の制御と、アダプタ２の吸込み口９を仕切る部分の補助開口部の制御と、のうちのいずれか１つ以上を行うために使用される。この移動検出は、消耗しやすい機構、光学的若しくは音響的なセンサ素子、又は同様のものを必要とすることなく、電気的又は電子的方法で実現される。

全ての開示された特徴は、（それ自身が）発明の要部をなす。これでもって、出願の開示において、付随／同封の優先権の基礎書面（先の出願のコピー）の公開内容は、また十分に取り込まれ、この書面の目的及び特徴に関しても、また、先の出願の特許請求の範囲内に含まれている。

詳細に図示しない電動モータ駆動のブラシを有するアダプタを備えた、ハンドル操作の家庭用掃除機の斜視図である。 前方移動における吸込み動作時の、アダプタの模式的な部分側断面図である。 アダプタの後方移動における、図２に対応する図である。 モータ電流のグラフの概念図である。 アナログ回路で形成された測定装置を示す図である。 第２の実施例にかかるデジタル構成の測定回路を示す図である。

符号の説明

１ 掃除機
２ アダプタ
３ ブラシ
４ ブラシの束
５ アダプタ底部
６ カーペットの床
７ 電動モータ
８ 駆動ベルト
９ 吸込み口
１０ 測定装置
１１ 低周波フィルタ
１２ シャント抵抗
１３ コンパレータ
１４ マイクロプロセッサ
１５ アナログデジタル変換器

Claims (7)

1. 掃除機（１）、特に家庭用掃除機の、電動モータによって駆動されるブラシ（３）を有するアダプタ（２）の前方移動と後方移動とを識別して検出する方法において、
   前記ブラシ（３）を駆動するために流れるモータ電流（Ｉ_Ｍ）が測定され、前方移動と後方移動と識別するために参照モータ電流値（Ｉ_Ｒ−Ｍ）と比較されることを特徴とする方法。
2. 前記参照モータ電流値（Ｉ_Ｒ−Ｍ）が、連続測定されたモータ電流の平均値からなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 検出された前記モータ電流が低周波フィルタ（１１）を用いて平均化され、前記低周波フィルタ（１１）の時定数が前記アダプタ（２）の典型的な前方操作時間及び後方操作時間に対して大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 前記モータ電流（Ｉ_Ｍ）がシャント抵抗（１２）を用いて検出されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。
5. 電動モータで駆動されるブラシ（３）を備えた掃除機（１）、特に家庭用掃除機において、
   測定装置（１０）を介して、前記ブラシ（３）を駆動する電動モータ（７）のモータ電流（Ｉ_Ｍ）が測定され、測定されたモータ電流値（Ｉ_Ｍ）を参照モータ電流値（Ｉ_Ｒ−Ｍ）と比較するコンパレータ（１３）を備えたことを特徴とする掃除機。
6. モータ電流の前記測定装置（１０）内にシャント抵抗（１２）が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の掃除機。
7. 参照モータ電流値（Ｉ_Ｒ−Ｍ）の事前測定のために、低周波フィルタ（１１）を有する平滑化回路が設けられることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の掃除機。

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